ioctl驱动实现

最新推荐文章于 2024-10-04 17:57:28 发布

whyzl

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分类专栏：嵌入式Linux驱动开发基础文章标签： ioc struct module cmd file access

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/whyzl/article/details/6709859

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本文深入探讨了Linux内核中设备驱动的实现细节，包括设备注册、初始化、文件操作结构体定义以及设备卸载过程。通过具体的代码示例，详细解释了如何创建和管理字符设备，并使用ioctl进行设备特定的输入输出操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

#include <linux/module.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/system.h>
#include <asm/uaccess.h>

#include "memdev.h"

static int mem_major = MEMDEV_MAJOR;

module_param(mem_major, int, S_IRUGO);

struct mem_dev *mem_devp; /*设备结构体指针*/

struct cdev cdev;

/*文件打开函数*/
int mem_open(struct inode *inode, struct file *filp)
{
    struct mem_dev *dev;

    /*获取次设备号*/
    int num = MINOR(inode->i_rdev);

    if (num >= MEMDEV_NR_DEVS)
            return -ENODEV;
    dev = &mem_devp[num];

    /*将设备描述结构指针赋值给文件私有数据指针*/
    filp->private_data = dev;

    return 0;
}

/*文件释放函数*/
int mem_release(struct inode *inode, struct file *filp)
{
return 0;
}

/*IO操作*/
int memdev_ioctl(struct inode *inode, struct file *filp,
unsigned int cmd, unsigned long arg)
{

    int err = 0;
    int ret = 0;
    int ioarg = 0;

    /* 检测命令的有效性 */
    if (_IOC_TYPE(cmd) != MEMDEV_IOC_MAGIC)
        return -EINVAL;
    if (_IOC_NR(cmd) > MEMDEV_IOC_MAXNR)
        return -EINVAL;

    /* 根据命令类型，检测参数空间是否可以访问 */
    if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_READ)
        err = !access_ok(VERIFY_WRITE, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
    else if (_IOC_DIR(cmd) & _IOC_WRITE)
        err = !access_ok(VERIFY_READ, (void *)arg, _IOC_SIZE(cmd));
    if (err)
        return -EFAULT;

/* 根据命令，执行相应的操作 */
switch(cmd) {

      /* 打印当前设备信息 */
      case MEMDEV_IOCPRINT:
      printk("<--- CMD MEMDEV_IOCPRINT Done--->\n\n");
        break;

      /* 获取参数 */
      case MEMDEV_IOCGETDATA:
        ioarg = 1101;
        ret = __put_user(ioarg, (int *)arg);
        break;

      /* 设置参数 */
      case MEMDEV_IOCSETDATA:
        ret = __get_user(ioarg, (int *)arg);
        printk("<--- In Kernel MEMDEV_IOCSETDATA ioarg = %d --->\n\n",ioarg);
        break;

      default:
        return -EINVAL;
    }
    return ret;

}

/*文件操作结构体*/
static const struct file_operations mem_fops =
{
.owner = THIS_MODULE,
.open = mem_open,
.release = mem_release,
.ioctl = memdev_ioctl,
};

/*设备驱动模块加载函数*/
static int memdev_init(void)
{
int result;
int i;

dev_t devno = MKDEV(mem_major, 0);

/* 静态申请设备号*/
if (mem_major)
    result = register_chrdev_region(devno, 2, "memdev");
else /* 动态分配设备号 */
{
    result = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 2, "memdev");
    mem_major = MAJOR(devno);
}

if (result < 0)
    return result;

/*初始化cdev结构*/
cdev_init(&cdev, &mem_fops);
cdev.owner = THIS_MODULE;
cdev.ops = &mem_fops;

/* 注册字符设备 */
cdev_add(&cdev, MKDEV(mem_major, 0), MEMDEV_NR_DEVS);

/* 为设备描述结构分配内存*/
mem_devp = kmalloc(MEMDEV_NR_DEVS * sizeof(struct mem_dev), GFP_KERNEL);
if (!mem_devp)    /*申请失败*/
{
    result = - ENOMEM;
    goto fail_malloc;
}
memset(mem_devp, 0, sizeof(struct mem_dev));

/*为设备分配内存*/
for (i=0; i < MEMDEV_NR_DEVS; i++)
{
        mem_devp[i].size = MEMDEV_SIZE;
        mem_devp[i].data = kmalloc(MEMDEV_SIZE, GFP_KERNEL);
        memset(mem_devp[i].data, 0, MEMDEV_SIZE);
}

return 0;

fail_malloc:
unregister_chrdev_region(devno, 1);

return result;
}

/*模块卸载函数*/
static void memdev_exit(void)
{
cdev_del(&cdev); /*注销设备*/
kfree(mem_devp); /*释放设备结构体内存*/
unregister_chrdev_region(MKDEV(mem_major, 0), 2); /*释放设备号*/
}

MODULE_AUTHOR("David Xie");
MODULE_LICENSE("GPL");

module_init(memdev_init);
module_exit(memdev_exit);